Glavni razlogi, da litijeve baterije uporabljajo aluminijaste lupine, je mogoče podrobno analizirati iz naslednjih vidikov, in sicer lahke, korozijske odpornosti, dobre prevodnosti, dobre zmogljivosti obdelave, nizkih stroškov, dobrih zmogljivosti odvajanja toplote itd.
1. lahka
• Nizka gostota: Gostota aluminija je približno 2,7 g/cm³, kar je bistveno nižje kot pri jeklu, kar je približno 7,8 g/cm³. V elektronskih napravah, ki zasledujejo visoko energijsko gostoto in lahke, kot so mobilni telefoni, prenosni računalniki in električna vozila, lahko aluminijaste lupine učinkovito zmanjšajo skupno težo in izboljšajo vzdržljivost.
2. Korozijska odpornost
• Prilagodljivost visokonapetostnim okoljem: delovna napetost materialov s pozitivnimi elektrodami litijeve baterije, kot sta trije materiali in litijev kobaltov oksid, je relativno visoka (3,0-4,5 V). Pri tem potencialu bo aluminij tvoril gost aluminijev oksid (AL₂O₃) pasivacijski film na površini, da bi preprečil nadaljnjo korozijo. Jeklo se zlahka korodira z elektrolitom pod visokim tlakom, kar ima za posledico razpadanje ali puščanje baterije.
• Združljivost elektrolitov: Aluminij ima dobro kemično stabilnost organskih elektrolitov, kot je lipf₆, in med dolgotrajno uporabo ni nagnjen k reakciji.
3. Prevodna in konstrukcijska zasnova
• Priključek zbiranja trenutnih zbiralnikov: Aluminij je najprimernejši material za pozitivne zbirke tokov elektrod (na primer aluminijasta folija). Aluminijasta lupina je lahko neposredno povezana s pozitivno elektrodo, poenostavila notranjo strukturo, zmanjšala odpornost in izboljšala učinkovitost prenosa energije.
• Zahteve za prevodnost lupine: Pri nekaterih modelih akumulatorja je aluminijasta lupina del trenutne poti, kot so valjaste baterije, ki ima tako prevodne kot zaščitne funkcije.
4. Obdelava uspešnosti
• Odlična duktilnost: aluminij je enostavno žigoviti in raztezati in je primeren za obsežno proizvodnjo zapletenih oblik, kot so aluminijasti plastični filmi za kvadratne in mehke paketne baterije. Jeklene lupine je težko obdelati in imajo visoke stroške.
• Garancija za tesnjenje: Aluminijasta tehnologija varjenja lupine je zrela, kot je lasersko varjenje, ki lahko učinkovito zapre elektrolit, prepreči, da bi vlaga in kisik vdrl in podaljšal življenjsko dobo baterije.
5. Termično upravljanje
• Visoka učinkovitost odvajanja toplote: toplotna prevodnost aluminija (približno 237 w/m · k) je veliko večja kot pri jeklu (približno 50 w/m · k), kar akumulatorju pomaga hitro razpršiti toploto, ko deluje in zmanjša in zmanjša baterijo, in zmanjša baterijo. Tveganje za toplotno pobeg.
6. Stroški in gospodarstvo
• Nizki stroški materiala in obdelave: cena aluminija surovine je zmerna, poraba energije pa je nizka, kar je primerno za obsežno proizvodnjo. V nasprotju s tem so materiali, kot je nerjavno jeklo, dražji.
7. varnostna zasnova
• Mehanizem za pomoč pri tlaku: Aluminijeve lupine lahko sprostijo notranji tlak in se izognejo eksploziji v primeru pretiranega ali toplotnega pobega z oblikovanjem varnostnih ventilov, kot je CID struktura cilindričnih baterij.
8. industrijske prakse in standardizacija
• Aluminijeve lupine so bile široko sprejete že od prvih dni komercializacije litijeve baterije, kot je baterija iz leta 18650, ki jo je Sony predstavil leta 1991, in tvori zrelo industrijsko verigo in tehnične standarde, kar še dodatno utrdi njegov glavni položaj.
Vedno obstajajo izjeme. V nekaterih posebnih scenarijih se uporabljajo tudi jeklene lupine:
V nekaterih scenarijih z izjemno visokimi zahtevami mehanske trdnosti, kot so nekatere močne baterije ali ekstremne okoljske aplikacije, se lahko uporabijo jeklene školjke, ki so bile nabrane niklja, vendar so stroški povečana teža in stroški.
Zaključek
Aluminijeve lupine so postale idealna izbira za litijeve baterijske lupine zaradi njihovih celovitih prednosti, kot so lahka teža, korozijska odpornost, dobra prevodnost, enostavna predelava, odlična odvajanje toplote in nizki stroški, odlično uravnoteženje zmogljivosti, varnosti in gospodarskih potreb.
Čas objave: februar-17-2025
